35kV及以下配电电缆介损老化状态评价国际规程修订动态与趋势

1、 |电国电网技术技12术11期35kV及以下配电电缆介损老化状态评价 国际规程修订动态与趋势朱亮1，李振杰2，戴东亚3（1.湖南省电力公司，长沙410007 ； 2.浙江咸亨国际通用设备有限公司，浙江杭州310009 ； 3.巴海）有限公司，上海200051摘要：文章通过对国际电气电子工程师协会待批准标准IEEE P400.2/D9-2010 （送审稿）的原文翻译，与国家电网Q/GDW 168-2008企业标准进行了电缆介损状态评价规程内容的对比分析，向国内电力电缆设备全寿命管理课题的同行介绍了过去 10年时间里，国外同行已做过的35kV及以下配电电缆介损测试工作及其实测经验总结。结合德国制造

2、最新型号配电电缆介损测试与评价系统的软硬件设计特点，分析了国外交联电缆介损测试技术的改进和消除现场误差的有效措施。建议国家电网在各省市电力公司积极开展35kV及以下配电电缆介损老化状态评价工作，吸收国内外标准先进性内容 ，制定或更新国内各地配电电缆介损状态评价规程；降低最高测试电压，增加介损随时间稳定性、介损变化率等评价指标，以降低因设备老化失效带来的突发性电缆停电事故。关键词：配电电缆；老化；状态评价；规程；趋势© 1994-2013 China Academic Juuriml Electronic PuWishitlg IlouiiC. All rights rcscrvvd,

3、 hilp3/wwwnkilIicI |电国电网技术技12术11期© 1994-2013 China Academic Juuriml Electronic PuWishitlg IlouiiC. All rights rcscrvvd, hilp3/wwwnkilIicI |电国电网技术技12术11期0引言近年来，随着国内供电企业35kV及以下配电电 缆在役时间逐步进入20年及以上，加上我国电力工 程质量管理诸多不到位的因素，在设备寿命的“浴 盆曲线”效应和附件安装质量普遍不高的双重夹击 下，很多基层供电单位35kV及以下配电电缆的年故 障次数和平均故障率处于上升态势，急需一种科学

4、 的交联电缆老化状态评价技术和指标体系。为了深入研究配电电缆全寿命状态老化的科学 评价技术，湖南省电力公司2011年1月份以来，对 国家电网公司 Q/GDW 168-2008输变电设备状态 检修试验规程1、国际电气电子工程师协会现 行有效标准 IEEE400.2-2001 IEEE Guide for Field Test ing and Evaluati on of the In sulati on of Shielded Power Cable System有屏蔽电力电缆系统绝缘层现 场试验与评价指引2、国际电气电子工程师协会 待批准标准 IEEE P400.2/D9-2010 IEEE

5、Guide for Field Testi ng of Shielded Power Cable Systems Us ing Very Low Freque ncy （VLF） Revisi on Sep 2010 有屏蔽 电力电缆系统超低频方法现场试验指引（送审稿，2010年9月版）3中有关电缆介损的规程条款内 容进行了深入的学习研究和比较分析。在IEEE P400.2/D9-2010 年9月送审稿的指导 下，我们对电力电缆状态试验与设备评价领域德国 某公司的“配电电缆介损VLF Sinus34测试系统” 新产品样机实物、现场接线、及设计特点进行了分 析。通过对比，我们认为国际规程IEEE

6、 P400.2/D9- 2010送审稿体现了国内外配电电缆介损最新技术成 果，“介损随时间稳定性”、“介损变化率（Tan D Tip或ATan D）”是国际电缆状态老化评价领域同行 更关注的配电电缆老化指标。建议根据国际规程和下一步湖南省电力公司等基层单位实测数据，对国家电网公司Q/GDW 168-2008有关配电电缆介损的 内容进行修订，增加“介损随时间稳定性”、“介 损变化率（ATan D或DTD ）”、“介损平均值” 三项评价指标判据及其对应的设备老化评价状态结 论，以指导基层供电单位开展配电电缆介损老化评 价工作，避免因设备老化失效导致电缆发生突发性 停电事故。1 配电电缆老化状态评价

7、国际规程相 关内容32 I技术随着对国内外配电电缆介损研究的深入，我们© 1994-2013 China Academic Juuriml Electronic PuWishitlg IlouiiC. All rights rcscrvvd, hilp3/wwwnkilIicI |电国电网技术技12术11期从国外同行收集到了 IEEE P400.2/D9-2010有屏蔽 电力电缆系统超低频方法现场试验指引（送审稿，2010年9月版）的全部原文，并对其中涉及配电 电缆介损测试的全部内容，即第5.4章原文进行了英 译汉翻译，以下是中文翻译：5.4章，采用VLF超低频正弦波方法测试：电 缆

8、介损Tan delta/电缆介损变化率differential tan delta/ 泄漏电流测试leakage current/谐波损耗电流测试 1.1测试与仪器采用超低频技术测量配电电缆介损Tan delta、电缆介损变化率differential tan delta、介损随时间稳 定性、泄漏电流、谐波损耗电流可以用来监测电缆 系统老化和绝缘劣化降级。已经有文献报告0.1Hz下 电缆介损的增长与工频下电缆绝缘击穿电压的下降 之间是相关的。0.1Hz下电缆介损、谐波损耗电流主 要是由电缆绝缘的降级（水树枝缺陷）、金属屏蔽层的锈蚀、绝缘层潮气、附件绝缘的降级决定的。 采用0.1Hz正弦波下测量

9、电缆介损、谐波损耗电流 为聚乙烯绝缘PE、交联聚乙烯绝缘XLPE、抗水树 交联聚乙烯绝缘 WTRXLPE、乙丙橡胶绝缘EPRs、 纸绝缘等类型电缆系统的绝缘层老化提供了可比较 的评价方法，其测试结果可得到未老化类、有缺陷 类、严重降级类不同的绝缘层老化状态分级 。采用0.1Hz正弦波测量电缆介质损耗角正切值 （介损）与谐波损耗电流可以作为一种诊断测试应 用。但是，电缆介损是现场最常用的方法。电缆系 统可以在预防性维护项目里进行测试；试验结束后，将被试电缆重新投入运行。超低频下测试可以 用来决定电缆本体或附件是否进行更换、是否需要对电缆绝缘层进行活化检修、及电缆维修费预算等。根据文献，通过电缆介

10、损测试，采用测试电压 随介损变化率上升和下降的判据能检测出是否有进 水的电缆附件。国际市场可买到的配电电缆介损测试仪器可能 包括一个可设置程序的超低频交联高压发生单元，带有计算机辅助的介损配件或局部放电测试系统。这种全自动的测试系统减少了诊断类仪器需要大量 计算的负担。有一条很好的现场测试经验：通常在 实际诊断现场，在实施电缆介损测试项目之前，确 认被测电缆的两侧电缆终端是干净、外观完好。测试值主要是受各种各样电缆系统元件（包括电缆附件、电缆本体绝缘、电缆屏蔽层锈蚀情况） 的条件（包括电缆已投运时间、电缆终端的污秽、 潮气的侵入）的影响。电介质测试技术的大多数操 作者选择测试整个电缆系统的响应

11、，其中包括了来自电缆系统里全部电缆终端、电缆本体、电缆接头 的介损相应。如果测得一个较大的介损测量值，测试者可以有下列较多的选项：（1）测试者可以在同一回路电缆系统的不同 相之间比较，或相同区间内电缆段的不同相之间比 较，从而在同一工作状况环境下更好地理解介损测 量结果。（2）测试者可以更换两侧电缆终端。特别是看 起来已经陈旧的电缆终端，然后重测电缆介损。（3）测试者可以进行其它的测试项目。具体表现 形式包括带有泄漏电流监视的耐压试验 、不带泄漏 电流监视的耐压试验、或局放测试，如果他们希望 确认局部的缺陷问题时。（4）测试者或许能添加电缆终端屏蔽环，这样可 将电缆终端的影响与电缆本体、电缆接

12、头的影响分 开，消除因两侧电缆终端污秽等带来的介损测量误差。介损测试电压应按照国际电工委员会IEC 60060-3国际规程批准的测试仪器系统要求施加 电压。介损测试电压峰值的测量精度误差范围应 在±5%以内，介损测量系统的响应时间应该小于 0.5s，输出电压波形的正半周和负半周应对称。1.2测试方法与评价判据将带有介损和谐波损耗电流测试功能的超低频 仪器与被测电缆连接。被测电缆两侧的电缆终端必 须能接触到，确保其表面泄漏电流已降低到最小，或不流经测试回路。被测电缆两侧的电缆终端应是 干净的，比如使用酒精清洁，使电缆终端表面泄漏 电流降到最小。如果计划做电缆介损及介损变化率的测试，这

13、些项目应在无泄漏电流监视的耐压试验或带有泄漏 电流监视的耐压试验之前进行。电缆介损测试结果 将帮助评价电缆状态的老化严重程度，给出下一步 是否需要做耐压试验的指引。应测量0.5U0,1.0U0，1.5U0三个测量电压下的 电缆介损；介损变化率DTD=TD（1.5Uo） - TD（0.5Uo） 可以计算得到。而且常常需要经过几分钟的时间，可以测得某个电压下的介损随时间的变化，从而计算出介损平均值、介损读数随时间稳定性标准偏 差。测试电压应设置在Uo，在两次测量之间间距为 30秒，测试次数为3至5次。介损绝对测量值、介损 变化率VLF-DTD、介损暂态稳定值是三项评价评价 指标，或与历史数据比较，

14、得到电缆绝缘层状态等 级的评价结论，分为“无需采取检修行动”、“建 议进一步测试”、“需要采取检修行动”三种状态 等级。如果介损随时间发生了很大变化，可能有一个区段的电缆本体或附件有严重损坏的绝缘问题。介损测试为电介质损耗提供了一种整体评价的 方法。因此一个高损耗的电缆区段，比如严重的水 树枝、绝缘劣化的电缆附件、潮气大、或不同的电 缆绝缘层种类等因素都会导致测量值的上升，尽管电缆系统大部分绝缘层整体介损较低。因此测得的 电缆系统介损测量值将比高损耗区段的实际损耗 小。同一回路电缆系统的不同相之间对比，或相同区段的不同相电缆之间对比将有助于确定是否属于 这个情形。近似的电缆系统之间介损数据对比

15、可以提高介 损测试的有用性。比如，比较不同相之间的介损测 试数据，或者比较介损随测试电压的关系能提高设 备诊断的效果。大量介损测试结果的统计比较能提 高已建立状态评价判据的有效性水平 。能够影响电 介质损耗的因素是绝缘材料特性，比如不同的绝缘材料、绝缘层内交联过程产生的副产品等 。尽管在 老电缆里交联过程副产品的含量已经很稀少，可以忽略。超低频诊断测得的数据可能不能与更高频率 下，比如工频下测得的介损值之间互相比较 。电缆附件产生的局部放电可能影响到介损或介 损变化率的结果；这一点可以很容易通过介损变化 率随测试电压水平快速升高进行辨认。根据文献， 电缆介损绝对测量值、介损变化率不能在挤包绝缘

16、 电缆中探测异常的缺陷，成百上千的大型水树枝的 出现，才能引起最小的一点点指示，除了崭新电缆 里存在进水潮湿的电缆附件以外。对于挤包-油纸混 合电缆，介损和介损变化率测试只有当不同绝缘材 料的电缆长度与绝缘层材料关联的情况下才是有效 的。介损稳定性是一个在1.0U0测试电压下，介损随 时间测量值的标准偏差；其定义如下：其中TD表示电缆介损；TD表示介损的平均值 在运行电压下介损随时间的变化会随着电缆绝缘层老化程度的加深而增大。但是被测电缆系统经 历过的测试电压的中断时间也会影响介损稳定性 。“无需采取检修行动”的状态评价结果意味 着：尽管被测电缆系统可以重新投入运行，但是该 电缆系统可能需要在

17、今后的某个时间重新测试介 损，以便观察介损的发展趋势。“需要采取检修行动”的状态评价结果意味 着：被测电缆系统有了不同寻常的高介损特性，可 能是绝缘层状态变差的指示，应当看作在测试后或 不远的将来进行电缆更换或立刻检修。这些测试结 果可能也能用来确定将来做耐压试验进一步检查 。“建议进一步测试”的状态评价结果意味着： 需要其它的信息来进行评价；其它的信息来自以前 被测电缆故障击穿的历史记录、或其它诊断性测试 的评价结论；比如在完成介损、介损变化率、介损 随时间稳定性、超低频电介质频谱 （VLF-DS）测 试之后，可以采用带有泄漏电流监视的耐压试验来 加强并确定诊断结论，最后得出无需检修修订或需

18、 要采取检修行动的状态评价结果。而且，如果在介损测试过程中，从0.5U0到1.0U0测试电压，介损发生了很大的增长，可能不 需要将测试电压升高到1.5U0。因为大量的增长是 一个电缆系统严重劣化的指示，因此在严重损坏的 绝缘层里存在激发产生电树枝的危险。在这种情况 下，电缆系统的状态应评价为需要采取检修行动 。更重要的是，我们需要理解：对于不同的绝缘 层，不同的安装方式，不同的电缆类型，介损测量 值之间互相差别是很大的。因此介损测试最适合 将同一被测电缆系统 （比如包括电缆本体、电缆终 端、电缆接头）作为一个整体，将当前介损值与已 得到的历史介损值数据进行比较。实际上，表4至 表6展示了基于历

19、史上数据制定的介损状态评价规 程判据指标，可以对聚乙烯基的电缆（比如聚乙烯 PE、交联聚乙烯XLPE、抗水树聚乙烯 WTRXLPE 等）、填充型电缆（比如乙丙橡胶和美国弗尔科商 标电缆等）、纸绝缘电缆分别进行状态评价。表4至表6的栏目是按照与绝缘层劣化灵敏度的顺序排 列的，“介损随时间的稳定性”是最灵敏的；其次 是“不同电压下的介损变化率”；最后是“介损平 均值”。表4至表6的数值来自于数据的经验累积分 布函数（CDF）中获得。CDF函数可以用来决定一 个响应的可能性，包括小于某个特定值、超过某个 特定值、或介于两个特定值之间。这里采用经验累 积分布函数（CDF）是建立在几千份收集到的实测 数

20、据的基础之上，数据主要来自北美公用事业电力 电缆检测领域。这些评价规程判据表格采用了二八 定律判据（基于帕累托法则Pareto Principle ，指在 众多现象中，80%的结果取决于20%的原因），以 及最劣化数据中95%的样本。表4至表6中描述的评 价规程判据是基于截止到 2010年9月，IEEE400.2修 订工作组能够获得的独立测试的电缆超低频介损测 试数据。这些评价规程判据是建设性的，以便测试 工程师在现场实测分析时能将评价规程与被测配电 电缆系统绝缘层的基本信息统一起来 。我们已经确信电缆结构因素会影响介损评价结 果，包括屏蔽型还是铠装型电缆、是否有半导电屏 蔽层、电缆系统的组成

21、、绝缘层材料、电缆制造的 年份等。在这些情况下，评价规程判据是有用的指 引。但是一个供电公司可以按照以上详细说明的制 定规程程序，开发出当地的 “有自身特点电缆系 统”的判据，以便获得更好、更准确、更一致的评 价结果。这些细微之处没有包括在评价规程判据 34 I技术© 1094-2013 China Academic Journal Ekctronic Publishing IIou All rights rvS4jrvxd. htlpww<cftki朱亮等：35kV及以下配电电缆介损老化状态评价国际规程修订动态与趋势|里，是由于事实上只有一小部分电缆设备的劣化评 定结果垦得到

22、准确确认的。而且根据可用的数据. 老化状态严重的样本数*不是很多口比如我们采 用了几种配方的乙丙橡胶（填充型电缆）的实测数 据，但是确认与老化后台评价结果一定一建的比例 是全部数据的2%.考虑到超低频电缆介损的特点，对电缆系统的 状态评价可以按昭“介播随时间稳定性” > 41介损 变化率（ATan D或DTD”、“介损绝对测量值”表4 51-历史数抵的聚乙烯基电轨绝缘层老化状态评 仰判据（包括聚乙烯、交联聚乙烯.抗水拘衆乙烯）时间it定性心-巾PTOCLS氐与卄議平站值StBbllltr叫下测O S Ik HHE 裁¥LF-TOh UT祐的薜淮港id*muon无'需遥耽

23、特如.3B<10<W建谋堆亠步11AQ-35 £t.EW fl40 至 125>1.5>180>125ft看芹也上粒炸僦蜡制址儀書抓准为丼只，+请足即可CT衷5基于历史散据的堀充型电揽绝缘空老化狀态评价判据（包抵乙丙橡胶和美国曲尔科Vulkene弁掴超t率电*ttt¥LF*TOm(iL5 a 厉介頂平均值SubilLtr OkTMo. 5OF-TO, G T的标施傅蚤擴平沟值的基10*)值耐】 1T动<05<5<4建设遊涉 欄试 05 牵 U.55804M>015>«0農£基F仍出数撇的衆绝缘由

24、缆絶缘层老化状恵评价判抿（包括油注纸绝缘铅也）傾悽尊介囲雋时间介搦査化車电SMMt隔鼻定ft VLF-TO m（Jr5 CL老忧炖评占tab订1灯低下测 Qr5 U.麺低療耐论得的标护拥平均值的mH）是 OHO'J弁IB平均值VIF-m UT-as to 1C<65测试0.1 ¥ 0 .4ADl 135至-50成10 呈 I00<-5fl$5 辛 20(>200的优先顺序实施评价被测电缆的老化状态根据这 三项评价指标的最严重的状态结果给出。被测电缆 各段的健康或进一步的绝缘层老化分级可观察不同 材料的特点来确定.表丁展示了电缆系统绝缘层老 化狀态评价的一个范

25、例.1.3忧点在很多现场情况下.超低频介损测试是一项非 破坏性诊断测试T采用测试电压最高只达到倍3 堆F超低频齐播方法的业缆状态评价规秤范例期低庶介輻陋曲电霸 事黑的绐 Ht艮秩雎时何松定性 VIF-W Stability （U, 下棉稈的标淮DW（.6 U 与0 $ %粗均值的痊僅VLF-Tfih 也T10*J老ft状舂洋(10*1K电!Ka. 0123.5a 035-閒902.530禹1¥哄璃朴 疔為导体线芯对地电压（相电压UQ）,这个量高测试电 压比最高的诊断电压还低.对挤包绝缘总体绝缘性能进行测试*念水树枝 老化严重程度的指示.在严重老化降级的电缆上.介损诊断测试可以 在1.

26、0U0及以下进行能够测得很好的老化状态评 怆信息.不需要升高到超过额定运行电压测试.电缆系统绝缘层状态可以评价分级.具体划分 为“无需采取检修行动杯、“建议进一步测试"、 "需要采取检修行动"三种等级.电缆系统绝缘层可以通过周期性的介损测试来 进行状态监测t可以获得一条电缆系统的历史介损 测试记录.只要是同一回路的电缆系统各相之间，介损测 试能够给出某一相与其他相比较后的整体状态评价 结论.这种评价方法适用于T接电缆系统或复杂的 电缆线路回路。本方法的测试简单，现场操作快捷.本方法受到外界电场或噪音干扰的影响最小.本方法测试结束时可以萩得基本评价结果。与被测电缆长

27、度有关的趋势可能是有益的，特 别是遇到高介损的测童值过分异常时.如果不存在屏蔽层锈蚀，可以制定电缆的更换 计划、电缆的维修计划、电缆活化计划及其费用超低频电缆介损测试仪器杲可以运输的+对输 入电源功率的要求与标准的电缆故障定位系统近 似。带有泄漏电流监视功能、带有介损或局部放电 测试功能的电缆超低频交流耐压试验系统可以在30 分钟至60分钟的耐压试验过程中监测介损或局放活 动"周期性测试介损及其积累的参考数据对准确评 价电缆系统的绝除层状态是有用的.超低频介损与介损变化率的方法测的是绝缘 层平均的狀态.1.4觥点超低频下诊断测试的数据可能与工频下介损测 试的数据不能比较，被测电缆必须

28、停电才能测试介损°电缆绝缘层温度升高会影响不滴流纸绝缘电缆 技术丨35© 194-2013 China AcademicElectronic Pufrlishiflg Ilcusie. All rights rvstrrvxd. hitp'Jsvf wwuftkitIiel |电国电网技术技12术11期和油浸纸铅包电缆的介损、介损变化率DTD、超低 频介损频谱VLF-DS测试结果，也就是，被测电缆与 系统断开后，电缆温度会影响测试结果。推荐测量 并记录当时的电缆温度。超低频介损和介损变化率DTD不能定位挤包绝 缘层里异常缺陷的位置，除非是崭新电缆系统里的 进水附件。

29、1.5待解决的开放课题对于混合电缆，介损、介损变化率DTD、超低 频介损频谱VLF-DS只有在每种类型长度与其电介 质性能相关时，才是有效的介损测试。对于多种绝缘层种类的混合电缆，运行单位不 应考虑测试介损，除非介损值非常高的时候。但是 运行单位可以测试介损变化率 DTD和介损随时间稳 定性。对于混合电缆，应观察介损随时间的变化，特 别是经过几年后介损的变化 。一般地，介损当前测 量值与以前测试值之间的比较，指示出已发生进一步的绝缘层老化降级。这个现象已经确认。甚至在屏蔽层发生严重锈蚀的情况下，介损测 试仍然可以进行测试。一般地，这种情况下的介损 会增大；但是对介损的精确影响还不清楚。还不清楚

30、不同频率的测试电压对介损状态评价 判据的影响。2 国家电网检修试验规程相关内容根据国家电网Q/GDW 168-2008企业标准输 变电设备状态检修试验规程第5章“交流设备”第5.15节“电力电缆”的内容，原文如下：第条，介质损耗因数测量。未老化的交 联聚乙烯电缆(XLPE)，其介质损耗因数通常不大于 0.001。介质损耗因数可在工频电压下测量，也可以 在0.1Hz低频电压下测量，测量电压为U0。同等测 量条件下，如介质损耗因数较初值有增加明显，或表54椽皺绝缘电境谐浙性试輪项订逮拥1运单目nA删饶餐担电Hl和学 律电RHtK 5.15 2.1 >5L 5.15 2 1 &

31、gt;kL 餐者大于0.002时(XLPE),需进步试验。3 国内外两个规程有关电缆介损内容对比分析3.1对测试方法的要求不同国际电气电子工程师协会待批准标准I EEE P400.2/D9-2010的测试方法规定采用超低频一种方 法；而国家电网Q/GDW 168-2008企业标准允许工 频电压和0.1Hz超低频电压两种方法均可。由于电缆介损测量值与测试频率有关，具体关系是电缆介损与测试频率成反比。考虑到工频的频率为50Hz，工频电压下的介损测量值理论上是超低 频0.1Hz电压下的1/500，工频测试对现场设备要求 的难度更大，误差消除措施更艰难。而国家电网Q/GDW 168-20

32、08企业标准 “未老 化的交联聚乙烯电缆(XLPE)，其介质损耗因数通常 不大于0.001。” 一句实际需要修订指出是在超低频 0.1Hz下的要求；否则会引起可能的歧义，指的是工 频电压下不大于0.001还是在超低频0.1Hz下不大于0.001 ？3.2对健康交联聚乙烯电缆设备的评价指标要求不 同国际电气电子工程师协会待批准标准I EEEP400.2/D9-2010规定达到以下指标，交联聚乙烯电 缆可以评价为“无需采取检修行动”：国家电网Q/GDW 168-2008企业标准规定通常 未老化交联聚乙烯电缆介损值是：“未老化的交联聚乙烯电缆(XLPE)，其介质损 耗因数通常不大于0.001。”二者

33、对比看，国际标准IEEE P400.2/D9-2010的先进性表现至少包括：进超任介損吋阊定性弁描平埒僵VLF-TD StaNffly与出亀低VLF-TO, lb(Us F測得时标趟扑損平沟值下1的的咖1的W05<4(1) 不只在U0电压下观察介损的平均值，而 是在0.5U0, 1.0U0, 1.5U0三个测量电压下，看介损 变化率 DTD( DTD=TD(1.5U0) - TD(0.5U0)。(2) 结合电缆介损仪器的研究开发和测试能力的进步，增加了介损随时间稳定性的要求。该指标的定义是：超低频介损随时间稳定性 VLF-TD Stability (U0下测得的标准偏差10-3)。(3)

34、 指出了评价指标的三项优先顺序 ：“介 损随时间稳定性 "、“介损变化率 (ATan D或 DTD ) ”、“介损平均值”指标中，最优先的 是“介损随时间稳定性”；其次是“介损变化率(ATan D或DTD)；最后是“介损平均值”。(4) 鼓励制订个性化的本地本单位老化评价 规程。在IEEE P400.2/D9-2010规程中给出制定老化 评价的程序，鼓励本地供电公司制定符合自己实际36 I技术的配电电缆介损老化评价规程。在IEEE P400.2/D9- 2010国际规程的5.4.2测试方法与评价判据一章，指 出了 “但是一个供电公司可以按照以上详细说明的 © 1994-20

35、13 China Acadi：inic Journal Ekcironic Publishing llouiic. All rights rvscrvvd. htlp37?www-t：nkilIicI朱亮等：35kV及以下配电电缆介损老化状态评价国际规程修订动态与趋势|制定规程程序，开发出当地的“有自身特点电缆系 统”的判据，以便获得更好、更准确、更一致的评 价结果。”3.3对混合电缆的老化状态评价方法规定不同国家电网Q/GDW 168-2008企业标准没有涉及 混合电缆的老化状态评价。IEEE P400.2/D9-2010 规程送审稿中，在 “ 5.4.5 待解决的开放课题”中，指出了 “对

36、于多种绝缘层 种类的混合电缆，运行单位不应考虑测试介损，除 非介损值非常高的时候。但是运行单位可以测试介 损变化率DTD和介损随时间稳定性”、“对于混合 电缆，应观察介损随时间的变化，特别是经过几年 后介损的变化。一般地，介损当前测量值与以前测 试值之间的比较，指示出已发生进一步的绝缘层老 化降级。这个现象已经确认”等内容。4 满足国际规程 IEEE P400.2/D9-2010 规程送审稿的介损测试仪器设计分析在2001至今的10多年时间里，通过一线实际应 用，国外同行已将配电电缆介损老化状态评价工作 从设想变成了先进供电公司提高电缆可靠性工作的 一种实用型改善措施，在实测和电缆更换决策中积

37、 累了丰富的一线测试和电缆设备管理经验。针对我国以交联聚乙烯XLPE电缆绝缘类型为主、混合电 缆比例非常少的有中国特色应用环境下，选择适合我国国情先进的配电交联电缆介损老化测试系统、开展实测、积累中国经验非常必要。根据IEEE P400.2/D9-2010国际规程送审稿参与 制定的专家之一、德国注册工程师Mr. Frank Petzold 的推荐，我们找到了全面满足IEEE P400.2/D9-2010 国际规程送审稿要求的一种超低频正弦波配电电 缆介损测试与老化状态评价仪器：德国某公司VLF Sinus34配电电缆介损测试系统。现把该德国制造产 品的设计方法介绍如下：4.1仪器组成VLF S

38、inus系列电缆介损测试与老化评价系统现 有2个型号：介损34（ VLF Sinus 34）系统适合额定电压12/20kV及以下交联和油纸电力电缆 ；仪器类型： 便携式仪器。介损54（ VLF Sinus 54）系统适合额定电压26/35kV及以下交联和油纸电力电缆；仪器类型： 车载式仪器。介损系统标准配置包括：0-34kV超低频正弦波 高压发生器主机、MDU高压测量单元、三角架、通 信盒、无局放连接电缆、屏蔽环、中文测试软件。介损系统可选配件：TCU终端纠正单元。4.2现场接线方式（1）当被测电缆两侧终端是干净无污秽时的 接线图这时的接线非常简单，MDU高压测量单元与被 测电缆被测相连接即可

39、。（2） 当被测电缆两侧终端是运行多年、有污 秽时的接线图图1介损34系统实物照片图2介损54系统实物照片込鹽：为了解决两侧终端表面电晕和泄漏电流对介损 测试的误差影响，VLF Sinus34介损系统采用两侧 安装屏蔽环，借用临近相的导体线芯，将远端电缆终端表面泄漏电流引回近端，从MDU的高压侧泄漏电流中减去远端泄漏电流，从而大大提高现场 分辨率。采用这种高压侧采样和屏蔽环误差消除技术，介损测量的分辨率可达高压侧十万分之一 （0.001%），充分满足了新设交联电缆工程测试介 损精度的需要。（3）近端屏蔽环与TCU终端补偿误差消除措 施（4）远端屏蔽环误差消除措施德国某公司介损34（ VLF S

40、inus 34）包括了三 角架、MDU高压侧测量单元、无线电数据通信子 系统等，通过高压侧采样彻底消除现场杂散电流、其它电力设备的接地电流、部分电缆接头接地带来图4电缆终端有污秽时的介损现场接线图爭娃團 技术丨37© 1Q94-2<J 13 Cliina Academic Joumal Elvctronic Publishiny I IouSVj All righflip: 'w w 已.unkijKl |电国电网技术技12术11期的接地电流、被测电缆外护套破损带来的接地电流 等误差来源。而部分早期开发的介损测试技术开发 没有任何高压侧测量技术，连接时仅将低压侧工作 地

41、与保护地之间串联一只采样器，未考虑消除低压 侧杂散电流、外护套故障点接地电流等误差消除措 施。交联电缆介损测试分辨率的客观要求 。由于中 国电缆大多数是交联电缆，其电缆介损普遍在万分图5近端TC终端补偿单元、屏蔽环误差消除措施惓g之一到百分之十之间，大约比油浸纸绝缘介损平均 值小一个数量级。要想测准这么小的物理量，有必 要采取高压侧采样，获得更符合事实的高压侧电 压、高压侧总的泄漏电流，然后再进行向量分解， 才能得到阻性电流、容性电流，进一步计算出介损 值的实际值。（5）操作平台笔记本电脑现场抓屏照片智能型的介损测试系统整合无线电868MHz数据海量传输技术、局域网宽带技术，将介损实时进 行快

42、速计算，自动得到介损随时间稳定性、介损变 化率DTD、介损平均值数据。（6）导出介损测试与评价报告图7现场抓屏，来自介损测试时的笔记本电脑VLF Sinus34,VLF Sinus54介损系统内置了两种 版本自动导出报告，一种是支持现行有效国际规程IEEE400.2-2001IEEE Guide for Field Test ing and Evaluation of the Insulation of Shielded Power Cable System有屏蔽电力电缆系统绝缘层现场试验与评价 指引，最高测试电压为2.0 Uo。另一种是支持即 将获得批准的国际规程IEEE P400.2/D9

43、-2010IEEE Guide for Field Testing of Shielded Power Cable Systems Using Very Low Freque ncy （VLF） Revisi on Sep 2010有屏蔽电力电缆系统超低频方法现场试验 指引（送审稿，2010年9月版），最高测试电压 为 1.5U0。KMT Twli图8中文介损测试报告，被测电缆需要采取检修行动的严重老化等级锻5 结合国内实际的建议（1）修订国家电网 Q/GDW 168-2008 企业标准。在2013年确认 IEEE P400.2/D9-2010 （送审稿） 获得IEEE大会电力工程学会 WG C18绝缘导体委员 会审批通过后，修订国家电网Q/GDW 168-2008企 业标准输变电设备状态检修试验规程；在国家电网Q/GDW 168-2008第5章“交流设备”第5.15 节“电力电缆”里增加“介损随时间稳定性 VLF Stability ”、“介损变化率 （ATan D 或 DTD ） ”、“介损平均值”三项评价指标;增加0.5Uo, Uo, 1.5Uo三个测量电压的规定，以便计算介损变化率 DTD=TD（1.5Uo） - TD（0.5Uo）。（2）省级电力公司落实开展本省 35kV及以下配电电缆介损测试工作，通过大量高质